高技術產業集聚對區域創新的影響：促進還是阻礙?

■熊 璞，李超民

一、問題提出

產業集聚是技術創新的有效載體，最早關注產業集聚影響技術創新的研究可以追溯到阿弗里德·馬歇爾（Alfred·Marshall）1890年提出的產業區理論，他認為產業集聚使得創新主體（企業）在地理空間上臨近，有利于知識和技術外溢，從而便利了知識和技術在企業間的傳播和擴散，促進了企業技術創新能力提高。進入21世紀以來，科技創新在優化產業結構、實現新舊動能轉換、促進經濟增長等方面發揮著越來越重要的作用，技術創新在經濟發展中的地位日益得到凸顯。其中，高技術產業由于其具有比一般制造業更大的研發投入強度而成為推動技術創新的重要力量。隨著我國創新驅動發展戰略的不斷深化實施，北京、上海、深圳、西安等多地建立了高技術產業集聚區，集聚發展成為高技術產業發展的主要模式。但是，高技術產業集聚是否必然促進區域技術創新能力的提高？如何促進區域技術創新？進一步地，不同的高技術產業集聚水平對區域技術創新的提升又有何種差異？政府又該如何正確地引導和規劃高技術產業集聚？這些問題引起了學界的關注，也是本文要集中探討的重要問題。

二、理論分析與研究假設

（一）文獻綜述

在已有的關于高技術產業集聚對區域技術創新的影響研究中，國內外學者從影響機理、影響路徑、影響效應等方面開展了一系列的探索和研究，主要有以下三種觀點：

第一種觀點認為高技術產業集聚可以顯著促進區域技術創新。這是當前研究的主流觀點，持此觀點的學者認為高技術產業集聚使得高技術企業間在地域上臨近，便利了信息和知識的傳播和獲取，擴大了企業間的交流和合作（Storper&Venables，2004），放大了知識溢出效應（劉友金等，2001），可以有效增加高技術產業集聚地區的人均專利擁有數量（Carlinoet al，2007），對區域技術創新具有顯著的推動作用。

第二種觀點認為高技術產業集聚對區域技術創新的作用并不明顯，甚至會產生抑制作用。張杰等（2007）通過對342家企業進行問卷調查，了解產業集聚對創新強度的影響，研究發現產業集聚并未對技術創新活動產生明顯的影響。方齊云等（2015）運用高技術產業面板數據考察產業集聚對技術創新效率的影響，發現東部地區的產業集聚阻礙了技術創新效率的提高。張彩江等（2017）基于兩階段價值鏈視角，考察了高技術產業集聚的技術擴散效應，認為高技術產業的專業化集聚會抑制區域技術創新，高技術產業集聚在創新投入開發階段也存在阻礙技術擴散的現象。

第三種觀點認為高技術產業集聚是否對區域技術創新產生影響尚不確定，產生影響與否受其他因素的制約。Beaudry&Breschi（2003）通過對位于集聚區內的企業和集聚區外的企業進行對比分析，發現產業集聚并不是導致企業創新效率提高的唯一原因，還受到技術人才招聘等其他因素的影響，產業集聚對企業創新的影響具有雙重性。Filip&Veveren（2010）認為產業集聚是否能促進企業技術創新和產品更新，取決于企業所處的技術創新階段。謝臻等（2018）通過分析產業集聚、專利保護和創業模式之間的關系，認為產業集聚是否能夠促進區域創新同專利保護程度密切相關。

對上述文獻進行梳理發現已有研究仍存在進一步完善的空間。首先，現有研究主要集中于探討高技術產業集聚與區域創新之間的線性關系，鮮有研究涉及高技術產業集聚帶來的擠出效應可能導致兩者之間存在非線性關系。其次，在集聚產業的選擇上，忽略了不同產業部門在影響區域技術創新方面的異質性，部分研究選擇一般制造業作為研究產業集聚的對象，忽視了高技術產業作為技術創新活動最密集的產業部門，在推動和促進區域創新過程中具有其他產業部門不可比擬的優勢。最后，在研究方法上，現有研究大多采用OLS、DEA和SFA等方法考察高技術產業集聚對區域創新的影響，忽略了區域間的外溢依賴性和技術擴散，導致模型結果帶來偏差。基于上述分析，不同于已有的研究，本文立足于高技術產業的視角，考慮區域間的知識和技術外溢，分析了高技術產業集聚影響區域創新的作用機理，在實證研究部分，采用門檻回歸模型，以高技術產業集聚水平作為門檻變量，研究其對區域創新的非線性影響，試圖從產業集聚水平維度揭示高技術產業集聚與區域技術創新之間的關系和規律。

（二）高技術產業集聚影響區域創新的作用機理

高技術產業集聚影響區域技術創新的動力主要來源于集聚經濟帶來的外部性。從技術創新和產業集聚的相關理論看：

首先，高技術產業通過專業化集聚和多樣化集聚等集聚形式，帶來了規模經濟效應和范圍經濟效應，形成了在行業準入和市場拓展等方面的競爭優勢，使得集聚地可以不斷吸引新企業進入，進一步提高了集聚水平，鞏固了集聚優勢，促進了區域高技術產業的發展。

其次，新企業的進入，帶來了新的創新資源，集聚區內創新資源不斷積累。同時，企業間的業務往來、技術合作、正式和非正式的交流等均加速了區域技術創新網絡的形成，擴大了知識和技術外溢，協同效應的存在提高了創新資源的利用效率，降低了創新成本，有利于區域技術創新。圖1是2000年至2017年中國30個省際高技術產業集聚與區域技術創新相關關系的散點圖，橫軸為30個省際高技術產業集聚水平的自然對數值，縱軸為表示區域技術創新指標的高技術產業新產品銷售收入的自然對數值。由圖可知，高技術產業集聚與區域技術創新呈現特定的相關關系（系數在p＜0.01的水平下顯著）。

最后，區域技術創新能力的提升，又為高技術產業的集聚發展提供了更好的創新生態和更大的創新驅動力，吸引更多高技術企業的集聚，形成高技術產業集聚與區域技術創新的良性循環?；谏鲜龇治觯疚奶岢鲅芯考僭O1。

H1：高技術產業集聚對區域技術創新存在知識和技術溢出效應。

但這種溢出效應的影響是非線性的，高技術產業集聚并非總是有利于區域技術創新，當高技術產業集聚水平處于合理范圍內時，可以充分發揮產業集聚的正外部性，放大規模經濟效應和范圍經濟效應的作用，產業集聚有助于技術創新；當集聚水平超出合理范圍時，集聚則會帶來過度競爭、負的貨幣外部性、資源短缺、環境惡化、創新效率損失、創新成本增加等一系列問題，產生擠出效應，給區域技術創新帶來不利影響?；诖耍岢鲅芯考僭O2。

H2：我國高技術產業集聚對區域技術創新的影響存在門檻效應。

圖1 2000～2017年高技術產業集聚與區域技術創新散點圖

三、研究設計

（一）基礎模型構建

借鑒程中華（2015）的思路，本文選取Hicks中性的C-D生產函數作為基礎模型：

其中，Y表示創新產出，i表示地區，t表示時間，A表示技術進步的效率函數，假定為與產業集聚水平相關的函數（何江等，2006），K和L分別表示研發資本存量和研發人員投入，C表示其他影響技術創新的要素。式（1）可進一步改寫為：

式中，inn表示技術創新指標，agg表示產業集聚指標，rd表示研發資金投入指標，edu表示研發人員投入指標。對生產函數取對數和全微分可得：

初始技術水平用β0表示，β1表示產業集聚對技術創新的影響彈性，β2、β3和β4分別表示研發資本、研發人員和其他控制因素的影響彈性，εit為隨機擾動項。

（二）變量與指標說明

根據數據的可得性和有效性原則，本文選取2000～2017年中國30個?。ㄗ灾螀^、直轄市）的面板數據進行分析（西藏、港澳臺除外）。數據來源于EPS數據平臺，《中國高技術產業統計年鑒》《中國教育統計年鑒》《中國城市統計年鑒》，國家及地方統計局網站，少量缺失數據采用插值法補充，以下為各變量的指標說明。

1.因變量：創新產出（inn）。部分學者采用授權專利數據作為創新產出的度量指標，但是并非所有的產品創新或技術創新都申請了專利，且不同專利產生的經濟效益不盡相同，故本文使用高技術產業新產品銷售收入這一更具經濟意義的指標衡量創新產出。

2.自變量：高技術產業集聚水平（agg）。本文借鑒 Donoghue&Gleave（2004）的做法，選擇區位熵（LQ）衡量高技術產業的集聚水平，LQ越大，表明集聚水平越高。

Pki為k地區第i個產業部門增加值，Pi為全國第i個產業部門增加值，Pk為第k個地區的工業總產值，P為全國工業總產值，產業部門增加值的核算方法分為生產法、分配法和支出法等，各方法計算結果不同，出于數據可得性考慮，本文在計算地區和全國數值時均采用高技術產業主營業務收入指標，該指標同產業部門增加值具有相同的變化趨勢。

3.控制變量：參考洪群聯等（2016）、衣長軍等（2015）、Stadler（2012）、陳偉等（2018）、劉鵬等（2017）的研究，本文選用研發投入強度（rd）、經濟發展水平（pgdp）、教育水平（edu）、對外開放度（fdi）、基礎設施水平（inf）、技術市場化水平（mar）、城市化水平（urb）等7個控制變量，具體見表1。

表1 變量說明表

表2 全樣本描述性統計量

數據處理和實證分析均利用Stata14軟件完成，相關變量的描述性統計量如表2，可以看出，inn的最大值為14700，最小值為0.0005，變異系數①變異系數為標準差與均值的比重，變異系數大于0.15，表示樣本之間存在較大差異。為2.626，表明30個省際的技術創新能力差異較大；agg的最大值為3.1787，最小值為0.0204，變異系數為0.8598，表明30個省際的高技術產業集聚水平同樣差異明顯，這種集聚水平的差異是否導致了不同區域技術創新能力的差異，值得深入研究探討。

（三）研究方法

根據前文的分析，高技術產業集聚對區域技術創新存在非線性影響，本文運用Hansen（2000）提出的面板數據門檻模型，對高技術產業集聚水平與區域技術創新的關系進行檢驗，單門檻值的基本方程形式為：

其中，μi表示個體效應，qit為門檻變量，γ為待估門檻值，θ1和θ2為門檻值對應的系數，I（·）為指示函數，括號內條件成立時取值為1，否則為0。εit為隨機干擾項，式（5）也可以表示成如下形式：

為了檢驗高技術產業集聚水平對區域技術創新的門檻效應，將高技術產業集聚水平作為門檻變量引入模型，結合式（3）和控制變量，得到門檻回歸模型如下：

四、實證分析

（一）門檻效應檢驗

門檻值γ的選擇方式為使得殘差項平方和Si（γ）=e?l（γ）′e?l（γ）最小所對應的門檻值。本文借鑒孔東民（2007）的做法，首先利用Hansen（2000）提出的兩機制門檻回歸模型確定門檻值的個數和大小，在得到估計值后，進行統計檢驗，由于在無門檻效果的零假設下，門檻參數無法識別，造成檢驗統計量的大樣本分布是受到干擾參數影響的“非標準非相似分布”，使得分布的臨界值無法以模擬方式得到，為解決這一問題，可通過“自助抽樣法”（Bootstrap）計算P-值對門檻值的顯著性進行檢驗。除一個門檻值的檢驗程序之外，兩個及以上門檻值的確定原理與一個門檻值的檢驗相同，重復上述步驟即可得到。門檻效應檢驗結果如表3所示。

表3 門檻效應顯著性檢驗

由表3可知，以高技術產業集聚水平（agg）為門檻變量時，單一門檻效應在10%的顯著性水平下通過了顯著性檢驗，而雙重門檻和三重門檻在1%、5%和10%的條件下均未通過顯著性檢驗，表明高技術產業集聚水平（agg）對區域技術創新的影響具有單一門檻效應而不具有雙重門檻及三重門檻效應。根據上述分析，本文選用單一門檻效應模型進行實證分析。

在單一門檻模型分析的基礎上，估計高技術產業集聚（agg）對區域技術創新影響的門檻值以及95%置信區間。由表4可知，高技術產業集聚（agg）與區域技術創新存在門檻效應，門檻值為0.8500，位于95%置信區間[0.8113，0.8673]內。進一步的，經對2017年各省份高技術產業集聚水平進行測算，發現只有北京、上海、廣東、江蘇、天津、重慶、四川等7個省市的集聚水平超過0.8500，其他省市均未超過0.8500。

表4 門檻估計值與置信區間

（二）門檻回歸分析與實證結果

根據表4的門檻值，考察不同高技術產業集聚水平對區域技術創新的影響，由表5結果可以看出：當高技術產業集聚水平低于0.8500時，agg對inn的回歸系數為2.3887，且通過1%的顯著性檢驗，表明高技術產業集聚對區域技術創新具有顯著促進作用。當高技術產業集聚水平不斷提高，超過0.8500時，agg對inn的回歸系數為-1.3873，且通過1%的顯著性檢驗，表明高技術產業集聚對區域技術創新具有顯著的負向影響效應。此外，經濟發展水平、基礎設施水平和城市化水平對區域技術創新具有顯著促進作用（均通過1%或5%顯著性檢驗），教育發展水平和對外開放度有利于區域技術創新，但現階段的影響效應尚不顯著，而研發投入強度和技術市場化水平對區域技術創新表現出一定的抑制作用。

綜上所述，在高技術產業集聚水平較低時，主要表現為產業集聚的正外部性，區域創新資源的匯集和合理配置加快了知識和技術的利用與擴散，降低了創新成本，對區域技術創新產生積極影響，促進了區域技術創新。隨著產業集聚的進一步發展，集聚水平不斷提高，高技術產業集聚的負外部性逐漸顯現并超過了正外部性，過度競爭帶來創新效率損失、要素成本上升帶來負的貨幣外部性等一系列問題，產生擁擠效應，不利于區域技術創新。經濟發展水平、基礎設施水平、教育發展水平和城市化水平的提高通過為高技術產業集聚營造良好的創新生態，在完善創新基礎設施條件、擴大技術交流，培育和吸引高技術人才等方面促進區域技術創新。對外開放度的正向作用不顯著表明：同發達國家相比，我國加入WTO的時間尚短，對于關系國家經濟安全的重要領域和重要產業，需要有選擇有步驟地進行對外開放。研發投入強度、技術市場化水平對區域技術創新的抑制作用表明：我國目前研發投入資金存在粗放使用的問題，在加大研發投入的同時，應該更加注重R&D資金的使用績效，提高資金利用效率；盡管通過技術市場交易獲取技術是創新的有效方式，但是我國應該更加注重自主創新的發展，在核心技術和關鍵領域掌握自主知識產權，以防受制于人，同時要強化知識產權保護和政府扶持技術創新力度。

表5 高技術產業集聚水平（Inagg）條件下門檻參數估計結果

（三）穩健性檢驗

為確保估計結果的可靠性，本文從兩個方面對估計結果進行穩健性檢驗。一是對創新產出指標采用其他度量方法重新進行測算，根據戴魁早等（2016）的研究，本文采用高技術產業專利申請量代替高技術產業新產品銷售額，對前文的整體估計結果進行穩健性檢驗。二是對集聚水平指標采用其他度量方法重新進行測算，參考楊浩昌等（2016）的研究，本文采用高技術產業人口就業密度（aggp）代替高技術產業區位熵指標，對前文的整體估計結果進行穩健性檢驗。檢驗結果如表6所示。

表6 穩健性檢驗結果

續表6

從穩健性檢驗結果可以看出，對創新產出和產業集聚水平采用其他度量方法進行重新測算后的估計結果與表5相比基本一致，表明前述結果具有較好的穩健性。

五、結論與政策建議

本文基于2000～2017年我國30個省際的面板數據，運用非線性門檻回歸模型，考察了高技術產業集聚對區域技術創新的影響。研究發現：一是高技術產業集聚對區域技術創新存在顯著的單一門檻效應，門檻值為0.8500，兩者呈倒U型非線性關系，處于不同集聚水平的高技術產業集聚對區域技術創新的影響存在較大的差異。即當高技術產業集聚水平低于0.8500時，二者呈正相關關系，高技術產業集聚對區域技術創新存在顯著的促進作用；當集聚水平超過0.8500時，二者呈負相關關系，高技術產業集聚對區域創新表現出明顯的抑制作用。二是在對門檻值進行檢驗和確定的基礎上，根據門檻值將樣本數據劃分低產業集聚水平區域（agg≤0.8500）和 高 產 業 集 聚 水 平 區 域（agg＞0.8500）。且經過2017年數據測算發現，我國絕大多數省份的高技術產業集聚水平沒有跨越門檻值，尚處于低產業集聚水平區域，促進地區高技術產業集聚發展仍是地方政府當前和今后很長一段時期的重要工作。三是對于其他控制變量來說，地區經濟、基礎設施條件和城市化發展有利于區域技術創新能力提升，教育和對外開放度對技術創新的影響效應在現階段尚不顯著，而研發投入強度和技術市場化水平并不能有效促進區域技術創新?；谏鲜鼋Y論本文提出以下政策建議：

第一，各省要因地制宜推動高技術產業集聚發展。當前，我國絕大多數省份的高技術產業集聚水平低于門檻值，意味著高技術產業集聚對區域技術創新正在產生正外部性影響，各省各地區應結合自身的區位優勢、資源稟賦條件和產業基礎等，以高技術產業園區等形式培育產業集聚區，努力提高本地區的產業集聚水平，促進高技術產業發展。

第二，重視高技術產業集聚的門檻效應，發展高質量的高技術產業集聚區。政府不應當一味追求高技術產業的集聚規模和集聚水平，尤其是在高技術產業集聚水平達到一定程度的地區，更應該重視高技術產業的集聚質量，建設有區域特色和比較優勢的高技術產業集聚區，避免低水平重復建設，造成創新資源浪費。

第三，打造良好的區域創新生態系統。區域經濟狀況、教育發展水平、城市化率、知識產權保護、政府公共服務等均是技術創新網絡的重要因素，地方政府應努力優化區域創新環境，完善創新網絡，促進知識和技術溢出，加快創新資源的有效流通和共享，構建良好的區域創新生態系統，為高技術產業集聚提供有利的發展條件，有效推動高技術產業集聚發展。